| dc.description.abstract | Klimafremskrivninger varsler en fremtid med hyppigere og mer intense nedbørhendelser. Stadig utbygging av flere sentrumsnære boliger medfører høyere grad av fortetting, og skaper store avrenningsvolum som infrastrukturen ofte ikke er dimensjonert for å takle. Store investeringskostnader knyttet til oppgradering av ledningsnett fremmer nytenking, og resulterer i at overvann i større grad håndteres lokalt. Denne oppgaven omhandler regnbed som tiltak for overvannshåndtering. Regnbed kan beskrives som en beplantet nedsenkning i terrenget, hvor det forekommer infiltrasjon og fordrøyning av overvann. Per i dag er regnbed et lite kjent og benyttet overvannstiltak i Norge.
Tre regnbed i småhusbebyggelse ble undersøkt med hovedfokus på hydrologisk ytelse under norske forhold. To regnbed i Oslo og ett i Melhus kommune utgjorde testobjektene i feltarbeidet, der geometrisk oppmåling, infiltrasjonsmålinger og vannføringsmålinger ble utført. Installerte instrumenter logget naturlige nedbørhendelser i regnbedene.
Forsøkene knyttet til hydrologisk ytelse ble gjennomført ved å utsette regnbedene for kraftig hydraulisk belastning (syntetisk nedbør). Det ble etterstrebet at tilførte vannmengder skulle tilsvare nedbørhendelser med 25 - 50års gjentaksintervall. Regnbedenes hydrologiske ytelse ble bestemt ved blant annet måling av videreført vannføring og dreneringstid. Målingene ga grunnlag for beregning av flomtoppreduksjon og forsinkelsestid. Observasjoner fra feltarbeid ble i tillegg benyttet i hydrologiske modeller for å simulere nedbørhendelser utover observasjonsgrunnlaget.
Resultater fra simulert syntetisk nedbør viser en betydelig demping av kraftige nedbørhendelser opp til 50års gjentaksintervall. Resultater fra modellering viser at regnbedene er sårbare overfor nedbør med høy intensitet og kort varighet. Regnbedenes geometri spiller en viktig rolle for god hydrologisk ytelse. Ved bruk av større overflateareal viser resultatene forholdsvis god tilbakeholdelse.
Storskalaimplementering av regnbed i et eksisterende delfelt i Veumdalen i Fredrikstad kommune, viser at regnbedene holdt tilbake hele 20års regnet. Dette ga en betydelig vannføringsreduksjon ut av delfeltet. I nedbørfelt med høy andel impermeable flater, bør imidlertid ytterligere overvannstiltak vurderes for å oppnå tilfredsstillende reduksjon av vannføring. Regnbedets ytelse under kalde forhold påvirkes ikke nødvendigvis av frost i jorden. Imidlertid kan frosttypen være av stor betydning. Porøs og granulær frost kan ha god infiltrasjonsevne, grunnet åpne porekanaler. Betongfrost er derimot impermeabel, og kan svekke hydrologisk ytelse betydelig. Frosttypen avhenger av grad av vannmetning, temperatur og jordtekstur i filtermedia. Observasjoner kan tyde på at regnbed fungerer bra under kalde forhold, med forbehold om god vannledningsevne under varme forhold og lavt vanninnhold ved temperaturer under 0 °C. Climate projections foresee more frequent and intense precipitation events in the future. An increasing development of centrally located housing involves a higher degree of densification, and creates large runoff volumes that infrastructure is often not designed to handle. Large investment costs associated with upgrading the pipeline network promotes innovation, handling the stormwater locally. This thesis treats rain gardens as measures for stormwater management. Rain gardens can be described as a planted depression in the ground, which allows infiltration and retention of stormwater runoff. Today rain gardens are little known and rarely used as a stormwater measure in Norway. Three rain gardens in areas with individual housing were studied, focusing on hydrological performance under Norwegian conditions. The field investigations were conducted in the municipalities of Oslo and Melhus. Geometric-, infiltration- and flow measurements were performed at each site, and installed instruments logged actual precipitation events in the rain gardens.
The experiments related to the hydrological performance were conducted by exposing the rain gardens to a heavy hydraulic load (synthetic precipitation). It was pursued to make the supplied water volumes correspond to precipitation events with a 25-50 year return period. Hydrological performance was determined by measurement of the outlet flow and filter bed drain time. The measurements provided the basis for the calculation of peak flow reduction and retention time. Observations from the field investigations were additionally applied in hydrological models, to simulate rainfall events beyond the observational basis.
Results from the simulated synthetic precipitation show a significant reduction of heavy precipitation events up to a 50 year return period. Results from modeling simulations show that rain gardens are vulnerable with regard to precipitation with high intensity and short duration. The geometry features an important role in the hydrologic performance of rain gardens. The results show a fairly satisfactory retention, using a larger surface area. Large-scale implementation of rain gardens in an existing sub-catchment in Veumdalen, Fredrikstad. Model results show that the rain gardens retained a precipitation event with a 20 year return period. This reduced the water flow out of the sub-catchment significantly. In order to achieve satisfactory reduction of discharge from sub-catchment with high proportion of impermeable surfaces, additional storm water measures should be considered.
The performance of rain gardens during cold climate conditions is not necessarily affected by the presence of soil frost. The frost type however, is of great importance. Porous and granular frost may provide a high infiltration capacity, due to open pore canals in the soil. Concrete frost however, appears impermeable and may impair the hydrological performance significantly. The frost type depends on the degree of water saturation, temperature and soil texture in the filter media. Observations suggest that rain gardens perform well under cold conditions, subject to high hydraulic conductivity under warm conditions and low water content at temperatures below 0 °C. | no_NO |
